一種耐磨合金棒的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種耐磨合金棒的制備方法，它包括以下步驟：S1.備料：準(zhǔn)備填充料，填充料包括硬質(zhì)合金（1）和釬料（2）；S2.裝填：組對裝配模具（3），將空心管（4）插入模具中心孔（5）正中，硬質(zhì)合金（1）裝填在空心管（4）內(nèi)，在空心管（4）和模具（3）之間填充釬料（2），并緊實，再將空心管（4）取出，并將模具（3）的兩邊端頭（6）用堵頭（7）堵實；S3.釬焊：將裝填完畢的模具（3）水平放置于真空爐內(nèi)進(jìn)行釬焊；S4.噴砂：對成型的合金棒進(jìn)行噴砂處理制得耐磨合金棒。采用本發(fā)明制備的耐磨合金棒成型良好、均勻性好，硬質(zhì)合金不易脫落，制備方法具有操作簡單、工藝可控性好、成本低的優(yōu)點(diǎn)，適宜于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)。
【專利說明】一種耐磨合金棒的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一般破碎、研磨、浮選、粉碎領(lǐng)域的機(jī)械設(shè)備，特別是涉及一種耐磨合金棒的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]硬質(zhì)合金是由硬度極高的金屬碳化物如WC、TiC等為基體，以Co、N1、Cu等作為粘結(jié)劑燒結(jié)制成的粉末冶金制品，具有硬度高、耐磨、強(qiáng)度和韌性較好、耐熱、耐腐蝕等一系列優(yōu)良性能，特別是它的高硬度和耐磨性，即使在500°C的溫度下也基本保持不變，在1000°C時仍有很高的硬度。由于硬質(zhì)合金具有很高的硬度、強(qiáng)度、耐磨性和耐腐蝕性，被譽(yù)為“工業(yè)牙齒”，用于制造切削工具、刀具、鉆具和耐磨零部件，廣泛應(yīng)用于軍工、航天航空、機(jī)械加工、冶金、石油鉆井、礦山工具、建筑等領(lǐng)域。在硬質(zhì)合金的實際工程應(yīng)用中，經(jīng)常需要對硬質(zhì)合金與異種金屬實現(xiàn)可靠連接，以充分發(fā)揮這兩種材料的性能優(yōu)勢。但硬質(zhì)合金與一般金屬和合金之間具有很高的界面能，致使硬質(zhì)合金顆粒不能為一般低熔點(diǎn)合金所浸潤，導(dǎo)致粘結(jié)性極差，而在傳統(tǒng)的制造技術(shù)中，硬質(zhì)合金顆粒僅靠胎體冷縮后產(chǎn)生的機(jī)械夾持力鑲嵌于胎體金屬基中，沒有形成牢固的化學(xué)鍵結(jié)或冶金結(jié)合，導(dǎo)致硬質(zhì)合金顆粒在工作中易與胎體金屬基分離，這大大降低了硬質(zhì)合金工具的壽命及性能水平。
[0003]在耐磨工具中，大多采用熱壓燒結(jié)技術(shù)，即采用在模具中直接加入制品配方的粉料，然后在熱壓機(jī)上間接或直接加熱到1200-2000°C并在10-50MPa的壓力下燒結(jié)成型，成型后的坯件或再經(jīng)磨削加工，或經(jīng)切割成圓形、方形、三角形、菱形等成品。采用此種方法制備的工具由粘結(jié)相、骨架相及耐磨顆粒構(gòu)成，這種結(jié)構(gòu)存在以下不足之處，基體對耐磨材料的把持力較弱，燒結(jié)耐磨工具在使用過程中，硬質(zhì)合金在結(jié)合劑表面的露出高低不齊，常常出現(xiàn)硬質(zhì)合金過早脫落的現(xiàn)象，因此，近年來國內(nèi)外開始研究采用釬焊的方式制備耐磨工具，但傳統(tǒng)的裝配技術(shù)和釬焊方法常常出現(xiàn)大小頭、繞曲變形、焊接外觀質(zhì)量差等缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種保證裝配時耐磨合金棒在釬焊料心部，成型尺寸均勻性好，硬質(zhì)合金不易脫落、成型良好的耐磨合金棒的制備方法，該方法具有操作簡單、工藝可控性好、成本低的優(yōu)點(diǎn)，適宜于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)。
[0005]本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):一種耐磨合金棒的制備方法，它包括以下步驟:
51.備料:準(zhǔn)備填充料，填充料包括硬質(zhì)合金和釬料，所述硬質(zhì)合金的顆粒粒度為I?IOmm,釬料的顆粒粒度為0.5?3mm ；
52.裝填:組對裝配模具，將空心管插入模具中心孔正中，硬質(zhì)合金裝填在空心管內(nèi)，在空心管和模具之間填充釬料，并緊實，再將空心管取出，并將模具的兩邊端頭用堵頭堵實；
53.釬焊:將步驟S2裝填完畢的模具水平放置于真空爐內(nèi)，升溫并進(jìn)行釬焊，升溫速度控制在6?9°C /min,升溫至1100?1140°C后保溫5?8min,然后隨爐冷卻至常溫；
S4.噴砂:將釬焊后的模具打開，取出成型的合金棒，對合金棒進(jìn)行噴砂處理，制得耐
磨合金棒。
[0006]優(yōu)選地，所述硬質(zhì)合金為WC、TiC, Ti (C，N)、TiN或金剛石的任意一種。
[0007]優(yōu)選地，所述釬料是由以下重量份的原料混合而成:Cu:76.00?78.00 ；Ni:
10.20 ?IL 30 ；Mn:5.30 ?6.45 ；Sn:5.10 ?6.47。
[0008]優(yōu)選地，所述模具的材質(zhì)為石墨。
[0009]本發(fā)明具有以下有益效果:
1.本發(fā)明采用將空心管插入模具中心孔中，再填充硬質(zhì)合金和釬料的裝配方法，保證了耐磨合金棒在釬料中心部成型，使尺寸均勻性好；耐磨硬質(zhì)合金被包覆在釬料中，通過控制小塊狀硬質(zhì)合金片在成型過程中的外觀質(zhì)量和變形，提高了基體對耐磨材料的把持力，防止了硬質(zhì)合金的脫落；
2.本發(fā)明采用真空釬焊工藝，具有以下優(yōu)點(diǎn):(1)在加熱過程中硬質(zhì)合金片不存在發(fā)生氧化，不產(chǎn)生增碳、脫碳、硬質(zhì)合金片性能降低等缺陷；(2)在真空爐加熱釬焊工藝中，液態(tài)釬料與硬質(zhì)合金片緊密接觸，通過毛細(xì)作用，兩種材料產(chǎn)生良好的潤濕效果，釬焊過渡區(qū)材料結(jié)合強(qiáng)度高，得到較好的釬焊質(zhì)量；(3)在真空釬焊時，加熱速度可程序控制，且升溫、降溫速度緩慢，使釬焊時焊接應(yīng)力降低，釬焊接頭強(qiáng)度高、變形小、表面質(zhì)量好，從而使硬質(zhì)合金棒外觀質(zhì)量、形狀尺寸和釬焊質(zhì)量大幅度的提高，繞曲度控制在2-4mm以內(nèi)，有效的提高了生產(chǎn)效率,降低了生產(chǎn)成本；
3.本發(fā)明制備耐磨合金棒的方法具有操作簡單、工藝可控性好、成本低的優(yōu)點(diǎn)，適宜于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明模具的示意圖；
圖2為本發(fā)明實物剖面圖一；
圖3為本發(fā)明實物剖面圖二；
圖中，1-硬質(zhì)合金，2-釬料，3-模具，4-空心管，5-模具中心孔，6-端頭，7-堵頭?！揪唧w實施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的描述，本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于以下所述:
實施例1:一種耐磨合金棒的制備方法，它包括以下步驟:
51.備料:準(zhǔn)備填充料，填充料包括硬質(zhì)合金I和釬料2，所述硬質(zhì)合金I為WC，且顆粒粒度為1_，釬料2的顆粒粒度為0.5mm,所述釬料2是由以下重量份的原料混合而成:Cu:76.00 ；Ni:10.20 ；Mn:5.30 ；Sn:5.10 ；
52.裝填:組對裝配石墨模具3，組裝后如圖1所示，將空心管4插入模具中心孔5正中，硬質(zhì)合金I裝填在空心管4內(nèi)，在空心管4和模具3之間填充釬料2，并緊實，再將空心管4取出，并將模具3的兩邊端頭6用堵頭7堵實，如圖2所示，裝填完畢后如圖3所示；
53.釬焊:將步驟S2裝填完畢的模具3水平放置于真空爐內(nèi)，升溫并進(jìn)行釬焊，升溫速度控制在6°C /min，升溫至1100°C后保溫5min，然后隨爐冷卻至常溫；
S4.噴砂:將釬焊后的模具3打開，取出成型的合金棒，對合金棒進(jìn)行噴砂處理，制得耐
磨合金棒。
[0012]實施例2:—種耐磨合金棒的制備方法，它包括以下步驟:
51.備料:準(zhǔn)備填充料，填充料包括硬質(zhì)合金I和釬料2，所述硬質(zhì)合金I為TiC，顆粒粒度為IOmm,釬料2的顆粒粒度為3mm ;所述釬料2是由以下重量份的原料混合而成:Cu:78.00 ；Ni:11.30 ；Mn:6.45 ；Sn:6.47 ；
52.裝填:組對裝配石墨模具3，組裝后如圖1所示，將空心管4插入模具中心孔5正中，硬質(zhì)合金I裝填在空心管4內(nèi)，在空心管4和模具3之間填充釬料2，并緊實，再將空心管4取出，并將模具3的兩邊端頭6用堵頭7堵實，如圖2所示，裝填完畢后如圖3所示；
53.釬焊:將步驟S2裝填完畢的模具3水平放置于真空爐內(nèi)，升溫并進(jìn)行釬焊，升溫速度控制在9°C /min，升溫至1140°C后保溫8min，然后隨爐冷卻至常溫；
54.噴砂:將釬焊后的模具3打開，取出成型的合金棒，對合金棒進(jìn)行噴砂處理，制得耐磨合金棒。
[0013]實施例3:—種耐磨合金棒的制備方法，它包括以下步驟:
51.備料:準(zhǔn)備填充料，填充料包括硬質(zhì)合金I和釬料2，所述硬質(zhì)合金I為Ti(C，N)，顆粒粒度為4mm,釬料2的顆粒粒度為1_，所述釬料2是由以下重量份的原料混合而成:Cu:77.00 ；Ni:10.50 ；Mn:5.80 ；Sn:5.40 ；
52.裝填:組對裝配石墨模具3，組裝后如圖1所示，將空心管4插入模具中心孔5正中，硬質(zhì)合金I裝填在空心管4內(nèi)，在空心管4和模具3之間填充釬料2，并緊實，再將空心管4取出，并將模具3的兩邊端頭6用堵頭7堵實，如圖2所示，裝填完畢后如圖3所示；
53.釬焊:將步驟S2裝填完畢的模具3水平放置于真空爐內(nèi)，升溫并進(jìn)行釬焊，升溫速度控制在7V /min，升溫至1110°C后保溫6min，然后隨爐冷卻至常溫；
54.噴砂:將釬焊后的模具3打開，取出成型的合金棒，對合金棒進(jìn)行噴砂處理，制得耐磨合金棒。
[0014]實施例4:一種耐磨合金棒的制備方法，它包括以下步驟:
S1.備料:準(zhǔn)備填充料，填充料包括硬質(zhì)合金I和釬料2，所述硬質(zhì)合金I為TiN，顆粒粒度為6mm,釬料2的顆粒粒度為1.8mm,所述釬料2是由以下重量份的原料混合而成:Cu:77.00 ；Ni:10.80 ；Mn:6.00 ；Sn:5.80 ；
52.裝填:組對裝配石墨模具3，組裝后如圖1所示，將空心管4插入模具中心孔5正中，硬質(zhì)合金I裝填在空心管4內(nèi)，在空心管4和模具3之間填充釬料2，并緊實，再將空心管4取出，并將模具3的兩邊端頭6用堵頭7堵實，如圖2所示，裝填完畢后如圖3所示；
53.釬焊:將步驟S2裝填完畢的模具3水平放置于真空爐內(nèi)，升溫并進(jìn)行釬焊，升溫速度控制在8°C /min，升溫至1120°C后保溫7min，然后隨爐冷卻至常溫；
54.噴砂:將釬焊后的模具3打開，取出成型的合金棒，對合金棒進(jìn)行噴砂處理，制得耐磨合金棒。
[0015]實施例5:—種耐磨合金棒的制備方法，它包括以下步驟:
S1.備料:準(zhǔn)備填充料，填充料包括硬質(zhì)合金I和釬料2，所述硬質(zhì)合金I為金剛石，顆粒粒度為8mm,釬料2的顆粒粒度為2.5mm,所述釬料2是由以下重量份的原料混合而成:Cu:78.0O ；Ni:11.20 ；Mn:6.25 ；Sn:6.30 ；
52.裝填:組對裝配石墨模具3，組裝后如圖1所示，將空心管4插入模具中心孔5正中，硬質(zhì)合金I裝填在空心管4內(nèi)，在空心管4和模具3之間填充釬料2，并緊實，再將空心管4取出，并將模具3的兩邊端頭6用堵頭7堵實，如圖2所示，裝填完畢后如圖3所示；
53.釬焊:將步驟S2裝填完畢的模具3水平放置于真空爐內(nèi)，升溫并進(jìn)行釬焊，升溫速度控制在9°C /min，升溫至1135°C后保溫8min，然后隨爐冷卻至常溫；
54.噴砂:將釬焊后的模具3打開，取出成型的合金棒，對合金棒進(jìn)行噴砂處理，制得耐磨合金棒。
【權(quán)利要求】
1.一種耐磨合金棒的制備方法，其特征在于，它包括以下步驟: 51.備料:準(zhǔn)備填充料，填充料包括硬質(zhì)合金(I)和釬料(2)，所述硬質(zhì)合金(I)的顆粒粒度為I?10mm，釬料(2)的顆粒粒度為0.5?3mm ; 52.裝填:組對裝配模具(3)，將空心管(4)插入模具中心孔(5)正中，硬質(zhì)合金(I)裝填在空心管(4)內(nèi)，在空心管(4)和模具(3)之間填充釬料(2)，并緊實，再將空心管(4)取出，并將模具(3)的兩邊端頭(6)用堵頭(7)堵實； 53.釬焊:將步驟S2裝填完畢的模具(3)水平放置于真空爐內(nèi)，升溫并進(jìn)行釬焊，升溫速度控制在6?9°C /min,升溫至1100?1140°C后保溫5?8min,然后隨爐冷卻至常溫； 54.噴砂:將釬焊后的模具(3)打開，取出成型的合金棒，對合金棒進(jìn)行噴砂處理，制得耐磨合金棒。
2.如權(quán)利要求1所述的一種耐磨合金棒的制備方法，其特征在于，所述硬質(zhì)合金(I)為WC、TiC, Ti (C，N)、TiN或金剛石的任意一種。
3.如權(quán)利要求1所述的一種耐磨合金棒的制備方法，其特征在于，所述釬料(2)是由以下重量份的原料混合而成:Cu:76.00 ?78.00 ；N1:10.20 ?11.30 ；Mn:5.30 ?6.45 ；Sn:5.10 ?6.47。
4.如權(quán)利要求1所述的一種耐磨合金棒的制備方法，其特征在于，所述模具(3)的材質(zhì)為石墨。
【文檔編號】B23K1/20GK103934535SQ201410170427
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年4月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月25日
【發(fā)明者】陳文靜, 陳輝, 李玉和 申請人:西南交通大學(xué)